Canteras Mas Utilizadas Para Diseño de Mezclas en La Ciudad Del Cusco

5/31/2018 Canteras Mas Utilizadas Para Dise o de Mezclas en La Ciudad Del Cusco

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CANTERAS UTILIZADAS PARA DISEO DE MEZCLAS EN LA CIUDAD DELCUSCOLas seis canteras establecidas para la presente investigacin son: de Kunyac, de Huilque,de Zurite, de Pisac, de Vicho y de Huambutio.

1 CARACTERSTICAS DE LAS CANTERAS EN ESTUDIO1.1 CANTERA DE KUNYAC

Esta Cantera se ubica aproximadamente a unos 69 km. de la ciudad del Cusco

De esta cantera se extrae material de origen Sedimentario, el cual se forma a partir de los restos

de materiales de rocas formadas anteriormente sobre la superficie de la tierra, pasando por

alteraciones y erosiones de las rocas por efecto de los cambios climticos tales como la irradiacin

solar, los hielos y las lluvias, este agregado presenta grava y arena. La grava esencialmente est

compuesta por cantos rodados de cuarzo, areniscas cuarzosas, riolitas, y caliza, los que se

catalogan como buenos materiales de construccin que pueden ser empleados en concreto. Las

arenas existentes se encuentran limpias o tienen muy poca cantidad de limos, arcillas, se observa

la presencia de cuarzos, presenta un color muy variado. Segn estudios anteriores mostramos el

siguiente cuadro del anlisis qumico de la cantera en el cual se observa que la suma final no llegaal 100% debido a la disolucin de la muestra por ataque del reactivo a la muestra analizada.

CUADRO N 1: MINERALES QUE CONFORMAN LOS AGREGADOS DE KUNYAC



De esta manera se observa que este Agregado presenta buenas caractersticas para laelaboracin de un buen concreto.

1.2 CANTERA DE HUILQUEEsta Cantera se encuentra ubicada aproximadamente a 49 km. de la Ciudad del Cusco.

De esta cantera se extrae material de origen gneo, bsicamente est formado de rocagrantica por las siguientes caractersticas: se puede observar a simple vista suconformacin cristalina, no existe ninguna ordenacin en su estructura, los mineralesaparecen mezclados entre s, es muy compacta, presenta un color gris verdoso.



1.3 CANTERA DE ZURITEEsta Cantera se encuentra ubicada aproximadamente a 36.4 km. de la Ciudad del Cusco.

De esta cantera se extrae material de origen gneo, bsicamente est formado de roca grantica

del cual se puede observar las siguientes caractersticas: su conformacin es cristalina, los

minerales aparecen mezclados entre s, es muy compacta, presenta un color gris claro. Segn

estudios anteriores mostramos el siguiente cuadro del anlisis qumico de la cantera en el cual se

observa que la suma final no llega al 100% debido a la disolucin de la muestra por ataque del

reactivo a la muestra analizada.

CUADRO N 2: MINERALES QUE CONFORMAN LOS AGREGADOS DE ZURITE



1.4 CANTERA DE VICHOEsta Cantera se encuentra ubicada aproximadamente a 36.4 km. de la Ciudad del Cusco, en la

Provincia de Calca, distrito de San salvador.

Esta cantera pertenece al grupo Copacabana el cual est compuesto principalmente porcalizas y lutitas marinas. Las calizas son de grano fino, eolticas o nodulosas, de color grisblanquecino a negro.1.5 CANTERA DE PISAC

Esta cantera se ubica aproximadamente a 32 km. de la ciudad del Cusco.



De esta cantera se extrae material de origen Sedimentario. Las arenas existentes se encuentran

con mucha cantidad de limos, arcillas y otros elementos nocivos para el concreto. Se pueden

observar que su superficie es lisa, no existe ninguna ordenacin, los minerales aparecen

mezclados entre s, en la arena no se observa la presencia de cuarzos y presenta un color pardo.

Segn estudios anteriores mostramos el siguiente cuadro del anlisis qumico de la cantera en el

cual se observa que la suma final no llega al 100% debido a la disolucin de la muestra por ataque

del reactivo a la muestra analizada. CUADRO N 11: MINERALES QUE CONFORMAN LOS AGREGADOS DEPISAC.

1.6 CANTERA DE HUAMBUTIOEsta Cantera se encuentra ubicada aproximadamente a 35 km. de la ciudad del Cusco, Provincia de

Quispicanchi.



De esta cantera pertenece al grupo Mitu, est compuesto en su mayor parte por areniscasrojas con algo de presencia de limonitas, pizarras, etc. Luego de la observacin de losmapas geolgicos del cusco podemos distinguir que las canteras se encuentran dentro dela siguiente geologa regional:2 CLASIFICACIN DE LAS CANTERAS SEGN SU PROCEDENCIA GEOLGICACLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS En Geologa, la mezcla de mineralesformados de un modo natural se llama roca. En la construccin se habla de piedrasnaturales, o simplemente piedras. El origen de los agregados es una caracterstica muy

importante que debe ser tomada en cuenta por el ingeniero para lograr uncomportamiento adecuado del concreto, la clasificacin de las rocas se puede realizardesde varios puntos de vista, a continuacin realizaremos la siguiente clasificacin:2.1 CANTERA DE KUNYACSegn la carta geolgica esta cantera est ubicada en las coordenadas UTM 8499 S y760 E, y observando en la geologa del cuadrngulo Abancay (28-q) nos da unaclasificacin Q-al, siendo esta perteneciente a la edad cuaternaria en formaciones yeventos geo-histricos aluviales de origen sedimentario. DEPSITOS RECIENTES Losdepsitos recientes son de cuatro tipos: Depsitos aluviales Depsitos eluviales

Depsitos glaciares y fluvio-glaciares

Productos del volcanismo reciente

DEPSITOS ALUVIALES Tienen buenas exposiciones a lo largo de los grandes ros: Apurmac,

Chumbao, Pachachaca, etc. Consisten de conos aluviales y terrazas. A lo largo del ro Apurmac se

puede ver buenos ejemplos de conos aluviales originados por riachuelos que desembocan en

ambas orillas del mencionado ro. Tambin, asociadas a estos conos aluviales, frecuentemente se

encuentran depsitos de terrazas. Los aluviones estn compuestos por guijarros ms o menos

redondeados segn la distancia del transporte. Los cantos estn envueltos en una matriz de arena

y limo. El tamao de los elementos vara segn los lugares. Los conos pueden presentar cantos de



gran tamao llegando hasta dos metros de dimetro (cono aluvial en la desembocadura de la

Quebrada Alluninca en el ro Matara, hoja de Abancay). Sin embargo, alejndose del cono se ve la

variacin de los guijarros hacia un tamao mucho ms pequeo y se aprecia a la vez una mejor

clasificacin.

2.2 CANTERA DE HUILQUESegn la carta geolgica esta cantera est ubicada en las coordenadas UTM 8513 S y

786 E, y observando en la geologa del cuadrngulo de Urubamba (27 - r) nos da unaclasificacin T-cmd, siendo esta perteneciente a las edades Cenozoica y Mesozoica (rocaIntrusiva) FORMACION ANTA: Denominacin dada por Carlotto (en preparacin) paradescribir los afloramientos conglomerdicos de la regin de Anta-Limatambo queinfrayacen al Grupo Tacaza (Marocco, 1978). Aflora ampliamente en el borde norte de laMeseta de Chinchaypujio, entre Anta y Limatambo y se prolonga ms al sur, en loscuadrngulos de Cotabambas y Cusco. Esta unidad sobreyace en discordancia,indistintamente sobre el Grupo Yuncaypata, las formaciones Quilque y Chilca, el GrupoSan Jernimo o sobre intrusivos del Batolito Andahuaylas - Yauri. Esta formacin estcompuesta por conglomerados con clastos esencialmente volcnicos, intercalados conareniscas feldespticas, limolitas rojas y adems algunos niveles de brechas yaglomerados volcnicos. Est dividida en 4 secuencias. La primera secuencia (170 m) es

decreciente y est compuesta por conglomerados de conos aluviales con clastos devolcnicos, que llegan a los 40 cm. La Segunda secuencia (400 m) es grano decreciente yest compuesta de conglomerados en la base de secuencias menores, que gradan aareniscas feldespticas; se trata de depsitos fluviales. La tercera secuencia (500 m) y lacuarta secuencia (250 m) son tambin decrecientes y muy parecidas a la segundasecuencia. La particularidad de estas tres ltimas secuencias, es que globalmente sehacen crecientes hacia el techo. Internamente se han encontrado discontinuidades ydiscordancias, que son interpretados como efectos tectnicos sin sedimentarios. Elespesor total de la unidad es mayor a 1,300 metros.

2.3 CANTERA DE ZURITE

Segn la carta geolgica esta cantera est ubicada en las coordenadas UTM 8512 S y796 E, y observando en la geologa del cuadrngulo de Urubamba (27-r) nos da unaclasificacin T-cmd, siendo esta perteneciente a las edades Cenozoica y Mesozoica (rocaIntrusiva) FORMACION ANTA: Denominacin dada por Carlotto (en preparacin) paradescribir los afloramientos conglomerdicos de la regin de Anta-Limatambo queinfrayacen al Grupo Tacaza. Aflora ampliamente en el borde norte de la Meseta deChinchaypujio, entre Anta y Limatambo y se prolonga ms al sur, en los cuadrngulos deCotabambas y Cusco. Esta unidad sobreyace en discordancia, indistintamente sobre elGrupo Yuncaypata, las formaciones Quilque y Chilca, el Grupo San Jernimo o sobreintrusivos del Batolito Andahuaylas - Yauri.Esta formacin est compuesta por conglomerados con clastos esencialmente volcnicos,

intercalados con areniscas feldespticas, limolitas rojas y adems algunos niveles de brechas y

aglomerados volcnicos. Est dividida en 4 secuencias. La primera secuencia (170 m) esdecreciente y est compuesta por conglomerados de conos aluviales con clastos devolcnicos, que llegan a los 40 cm. La Segunda secuencia (400 m) es grano decreciente yest compuesta de conglomerados en la base de secuencias menores, que gradan aareniscas feldespticas; se trata de depsitos fluviales. La tercera secuencia (500 m) y lacuarta secuencia (250 m) son tambin decrecientes y muy parecidas a la segundasecuencia. La particularidad de estas tres ltimas secuencias, es que globalmente sehacen crecientes hacia el techo. Internamente se han encontrado discontinuidades ydiscordancias, que son interpretados como efectos tectnicos sin sedimentarios. Elespesor total de la unidad es mayor a 1,300 metros.



2.4 CANTERA DE VICHOSegn la carta geolgica esta cantera est ubicada en las coordenadas UTM 8503 S y 201 E, y

observando en la geologa del cuadrngulo del Cusco (28-s) nos da una clasificacin Pi-co, siendo

esta perteneciente al PaleozoicoGrupo Copacabana. GRUPO COPACABANA: El grupo est

compuesto principalmente por calizas y lutitas marinas. Las calizas son de grano fino, eolticas o

nodulosas, de color gris blanquecino a negro. Estas rocas se caracterizan por presentar fsiles

silicificados de fusulinas, braquipodos, corales, etc. Las lutitas son negras, conteniendo restos deplantas. Sin embargo, hacia el techo, se puede presentar intercalaciones de lutitas rojas, areniscas

blancas y capas de calizas. En el anticlinal de Vilcanota se le estima un espesor que vara entre 300

a ms de 700 metros y en la zona de escamas solo alcanza unos 100 m. Las calizas se han

depositado en una plataforma interna de rampa carbonatada, afectada por las transgresiones y

regresiones durante el Prmico inferior

En cambio, los depsitos detrticos parecen corresponder a medios litorales y lagoons.

El grupo Copacabana en nuestra regional aflora en las partes bajas de la carretera CuscoPisac, en la totalidad de San Salvador, en donde se midieron unos 600 m de CalizasFosilferas, con areniscas en su parte inferior.2.5 CANTERA DE PISACSegn la carta geolgica esta cantera est ubicada en las coordenadas UTM 8512 S y194 E, y observando en la geologa del cuadrngulo de Calca (27-s) nos da unaclasificacin Q-al, siendo esta perteneciente a la edad cuaternaria en formaciones yeventos geo-histricos aluviales de origen sedimentario. DEPSITOS RECIENTES Losdepsitos recientes son de cuatro tipos: Depsitos aluviales

Depsitos eluviales Depsitos glaciares y fluvio-glaciares Productos del volcanismo reciente

DEPOSITOS ALUVIALES: (Q-al) Dentro de estos depsitos, hemos considerado losconos tanto aluviales como los de deyeccin. Estos conos estn adosados principalmentea la desembocadura de las quebradas adyacentes al valle del ro Vilcanota-Urubamba, delos ros Lucumayo, Ocobamba y Lares (Cuadrngulo de Urubamba) y los rosPaucartambo, Yanatili y Kosipata (Cuadrngulo de Calca), producto de un cambiorepentino de pendiente. Dentro de los conos resaltan las quebradas de Pumahuanca,Chicn, Yanahuara, Calca y Hualancay; los que estn conformados por grandes bloques



de granitos, cuarcitas, rocas volcnicas, etc., envueltos por una matriz areno-arcillosa.DEPOSITOS FLUVIALES: (Q-f) Estos depsitos han sido reconocidos en el fondo de losvalles particularmente del Vilcanota-Urubamba, de los ros Lucumayo, Ocobamba y Lares(Cuadrngulo de Urubamba) y los ros Paucartambo y Yanatili. (Cuadrngulo de Calca),donde estn constituidos por bancos de gravas y arenas, formando una o varias terrazas.En el mapa geolgico, no se han considerado muchos de los depsitos fluvialespequeos, debido a razones de escala.

2.6 CANTERA DE HUAMBUTIOSegn la carta geolgica esta cantera est ubicada en las coordenadas UTM 8498 S y 206 E, yobservando en la geologa del cuadrngulo del Cusco (28-s) nos da una clasificacin Ps-ml, siendo

esta perteneciente al PaleozoicoGrupo Mitu.

GRUPO MITU: En nuestra regin se caracteriza por facies VolcanoSedimentarias (lutitas,

areniscas rojas y conglomerados), afloran en la zona de Huambutio, Oropesa, San Salvador, Cerro

Pachatusan, en conjunto uno de coloracin violcea, al norte de Ollantaytambo el grupo Mitu es

casi exclusivamente, volcnico, esta distribucin de facies permite afirmar que la cordillera

oriental era una zona de focos volcnicos. La edad de este grupo es atribuida al Permiano Medio a

Trisico inferior.

3 CONCLUSIONES PARA SU USO EN EL CONCRETO1. Las canteras que hoy abastecen de agregados a la ciudad del Cusco no cuentan conuna orientacin tcnica e incluso proveen agregados con una granulometra errada yadems de ello las canteras de agregado fino ya no cuentan con la misma calidad que enpocas pasadas ello debido a la contaminacin descontrolada de los ros, sufriendo unareduccin de su calidad.

Mediante la investigacin logramos obtener las propiedades fsicas y mecnicas tanto delos agregados gruesos como de los agregados finos, los cuales nos permitieron llegar a la

conclusin que las canteras estudiadas necesitan de una asesora u orientacin tcnicapara poder abastecer agregados de calidad y as lograr mejorar las construcciones.2. Las propiedades fsicas y qumicas del cemento influyen en forma determinante sobrelas del cemento endurecido. Sin embargo la nica propiedad del cemento que se empleadirectamente en el cmputo de las proporciones de la mezcla de concreto es su PesoEspecfico; pero a pesar de ello no se cuenta con un valor nico ya que segn el Manualde Uso y Aplicaciones del Cemento Portland Puzolanico IP Yura S.A. no nos proporcionael Peso Especfico y segn el Libro de Diseo de Mezclas del Ing. Enrique Rivva Lpez,nos proporciona como peso especfico un valor de 3.06, y segn el Ing. Enrique PasquelCarbajal nos proporciona con certificado de calidad un peso especfico de 2.86 gr/cm3,concluyendo que no se cuenta con un valor certero.



3. En cuanto al mdulo de fineza de los agregados finos se demuestra mediante elensayo de granulometra que ninguno de ellos se encuentra dentro de los parmetrosestablecidos por la norma NTP 400.037 as como por el comit 211 del ACI para su usoen el diseo de mezclas, razn por la cual se plante una combinacin de agregadosfinos.

4. Para lograr un concreto fc=175 kg/cm2 y fc=210 kg/cm2 se necesita una gran cantidadde cemento por metro cubico, lo cual nos generar un concreto con un costo elevado sidesesemos elaborar concretos que nos brinde la seguridad deseada.

5. Segn los estudios realizados a las canteras y observando los cuadros resmenes delas propiedades fsicas la mayor cantidad de material que pasa la malla N200 es lacantera de Huambutio con un 8.21%, excediendo al lmite mximo permitido, pero caberecalcar que dicha cantera es una de las ms utilizadas en la ciudad del Cusco; por lo queeste parmetro puede ser controlada con una adecuada dosificacin y un control en obra.

6. Las propiedades fsicas de los agregados fino y grueso utilizados en el diseo demezclas son: el peso especfico, la granulometra, el porcentaje de absorcin, el contenidode humedad y el peso unitario seco y compactado; los cuales combinados con el cemento

y el agua nos proporcionaron proporciones finales de laboratorio tanto en peso como envolumen, en donde las dosificaciones en volumen son similares tal como se puedeapreciar en el tem 4.1.3.7. En consecuencia del estudio realizado y basndonos en los resultados obtenidosrespecto a las propiedades fsicas de las canteras, se concluye que la cantera msrecomendable para su uso en la elaboracin de concreto es la cantera de Vicho, debido aque viene a ser un material que adems de contar con una granulometra correcta, tenerun alto peso unitario compactado, menor desgaste al ensayo de los ngeles y ser lavadoen el proceso de produccin, nos arroja los mejores resultados en la elaboracin deconcreto, produciendo una ligera reduccin de cemento.4 RECOMENDACIONES PARA SU USO EN EL CONCRETOLuego de haber realizado esta investigacin y de obtener resultados provenientes de una

serie de anlisis de laboratorio, se recomienda lo siguiente:1. Para aplicar este trabajo de investigacin en las diversas obras y obtener los resultadoslogrados en el presente trabajo se recomienda reproducir las condiciones tanto de losmateriales empleados (origen y granulometra del Agregado, relacin Agua/Cemento ycondiciones de curado), en especial la relacin Agua/Cemento ya que la adicin de aguaal concreto afectar las propiedades del concreto como son la reduccin de la resistenciay el incremento de su vulnerabilidad a grietas y segregacin.2. Es necesario que durante todo el desarrollo del trabajo de investigacin se tengapresente el objetivo principal de la investigacin porque estamos expuestos a la aparicinde nuevas variables que cambian el sentido de la investigacin.

3. Se debe disponer de todo el material de consulta adecuado para poder realizar losdiversos procedimientos en forma correcta y de esta forma minimizar los errores demanejo de instrumentos, interpretacin, clculos, evaluacin, etc.

4. Los materiales usados, como es el caso de los Agregados y cemento, debern seralmacenados y protegidos de manera que evitaremos grandes variaciones en suspropiedades, tambin debemos controlar peridicamente las propiedades a pesar queestn almacenados, ya que estos factores tienen influencia en las resistencias finales delos especmenes.

5. Durante el moldeo se deber tener cuidado durante y despus de elaborada losespecmenes para no obtener falsos resultados debido a la disminucin del rea de



contacto con el cabezal de la prensa hidrulica, ya que un mal desencofrado daan losbordes y disminuyen el rea en contacto.

6. Antes de realizar un Diseo de Mezclas es necesario controlar el contenido dehumedad de las canteras con las que se trabaje, ya que si no se tiene un controlpodremos cambiar la relacin agua /cemento y por ende influir en la resistencia final.7. Siempre habr discusin sobre qu tanto debe prolongarse el curado de una estructura,no existiendo una nica respuesta para este interrogante. Los materiales ligantes han

cambiado en los ltimos aos de una manera dramtica, el uso extensivo de adiciones alcemento y al concreto se ha vuelto comn, la finura de los cemento se ha incrementadopara recuperar parte de la resistencia inicial que se pierde por el empleo de una grancuanta de adicin puzolnica, as que la lucha para conseguir un concreto con undesarrollo de resistencia normal ha hecho que se mire de nuevo hacia el curadoadecuado del concreto y se insista en las obras de que un buen concreto puede echarse aperder, definitivamente, debido a malas prcticas de curado.Las especificaciones actuales dicen que un concreto de resistencia normal debe curarsehasta que complete el 70% de la resistencia a compresin especificada. Sin embargoestas especificaciones parten de la conviccin de que, en las condiciones de obra, laestructura curada como se especifica completar la hidratacin del cemento y sealcanzar la resistencia especificada a los 28 das. Razn por la cual recomendamos que

se pueda tener en cuenta la siguiente figura para el tiempo de curado mnimo y para elloadjuntamos cuadros la temperatura y humedad del medio ambiente (Ver Anexos - Controlde Temperatura y Humedad)5 RECOMENDACIONES PARA SU USO EN OBRA1. Se recomienda que cuando se utilice las dosificaciones planteadas se tomen enconsideracin los siguientes factores que afectan la resistencia:

A. La relacin A/C, siendo este un factor principal que influye en la resistencia final delconcreto.

B. El contenido de Cemento, en donde la resistencia disminuye conforme se reduce elcontenido de cemento.

C. El tipo de cemento, ya que la rapidez de desarrollo de la resistencia vara para losconcretos hechos con diferentes tipos de cemento.

D. Las condiciones de curado, debindose cuidar la hidratacin del cemento y que estahidratacin se lleva solo en presencia de una adecuada cantidad de agua.

2. En lo referente al mezclado, se puede recomendar lo siguiente:

El proceso de cargado a la mezcladora se colocara inicialmente una pequea porcin deagua de mezcla, aproximadamente un 10 %, aadiendo luego los materiales solidos(piedra, cemento, arena, en este orden), conjuntamente con el 80 % de agua. El 10%restante se terminara de introducir cuando los materiales se encuentran en la mezcladoray permitindonos as poder regular la mezcla final.3. En cuanto al tiempo de mezclado se establece a partir del instante en que loscomponentes del concreto, incluyendo el agua, estn en el tambor, hasta la descarga

misma. El tiempo mnimo de mezclado depender en gran parte de la eficiencia de lamezcladora, considerndose satisfactorio el tiempo de un minuto y medio.4. En todas las obras el responsable de la obra deber tomar las precaucionescorrespondientes para evitar el fenmeno de la segregacin del concreto ya sea debido alos equipos utilizados o la mala colocacin y manipulacin del concreto.

5. Se recomienda que cuando se utilicen los diseos de mezclas propuestos y no serealicen correcciones por humedad del agregado, en donde una manera de podercontrolar y corregir el diseo en la obra es midiendo el slump ya que si el slump registradoen obra es mayor al del diseo es indicativo que la granulometra total se ha vuelto msgruesa en consecuencia el mdulo de fineza se increment y disminuyo la superficieespecifica pero todo esto sin haber cambiado la relacin a/c.



En consecuencia el slump aumento no porque se haya aadido ms agua al diseo sino porque la

mezcla requiere menos agua debido a los cambios en la gradacin de los agregados que la han

vuelto ms gruesa, en caso de que en estas mezclas ocurran segregacin y exudacin ser

necesario reajustar la granulometra subiendo el contenido de arena y bajando el de la piedra,

para as mantener constante el mdulo de fineza total de diseo y regresar al slump original. En

caso ocurra que el slump haya reducido es indicativo que la granulometra total cambio

volvindose ms fina y se corregir incrementando la proporcin de piedra y disminuyendo la de

la arena.

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